2015 Fiscal Year Annual Research Report
イネ科作物の耐湿性強化に寄与する根の酸素漏出バリア形成機構の解明と応用
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14J04422
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
渡邊 宏太郎 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | トウモロコシ / 耐湿性 / ニカラグアテオシント / 酸素漏出バリア / スベリン / リグニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の根に形成される酸素漏出バリアは、耐湿性に寄与する。トウモロコシは酸素漏出バリアを形成できず、湛水条件で湿害を受けやすいが、トウモロコシの近縁種であるニカラグアテオシントは酸素漏出バリア形成能を持ち、高い耐湿性を示す。本研究では、トウモロコシとニカラグアテオシントの交雑集団後代を用いて酸素漏出バリア形成能に関与する遺伝子を推定することを目的としている。さらに、その過程で得られた材料を用いて、酸素漏出バリア形成能を持つ耐湿性の高いトウモロコシを作出することを目指している。
本年度以下の実験を行い成果を得た。
（1）交雑集団後代に対し、DNAマーカーを用いた遺伝子マッピングを行い、原因遺伝子の座上する染色体領域を3番染色体短腕上の約290kbにまで縮めた。
（2）酸素漏出バリアの構成成分は、細胞壁中に蓄積するスベリンとリグニンという生体高分子であることが示唆されている。そこで、酸素漏出バリア形成能に関与する3番染色体短腕を持つ準同質遺伝系統を用いて、酸素漏出バリア形成能とスベリン、リグニンの蓄積を染色により比較した。その結果、準同質遺伝系統の染色パターンは、スベリン、リグニン共にトウモロコシと同様のパターンであった。
（3）耐湿性の高い植物の根では、根表層に根外からの有毒物質の流入を防ぐアポプラスティックバリアが形成される。そこで、酸素漏出バリア形成能とアポプラスティックバリア形成能について比較を行った。その結果、トウモロコシではアポプラスティックバリアが形成されないのに対し、ニカラグアテオシントでは形成されることが分かった。また、準同質遺伝系統では、ニカラグアテオシントほどではないが、部分的に形成された。このことから、酸素漏出バリアが根外からの溶質の流入を抑制するアポプラスティックバリアとしても機能していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題において、当年度の研究計画をほぼ予定通りに遂行出来ている。当初予定していたように、順調に候補領域の絞り込みが行うことができている。
現時点で得られている研究成果についても、学会誌への発表には未だ追試が必要な点があるものの、概ね期待通りだった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題において、現時点では研究計画の大きな変更は予定していない。候補領域の絞り込みを引き続き行い、酸素漏出バリア形成能を制御する遺伝子を推定する予定である。さらに、得られた準同質遺伝系統について、耐湿性試験を行い、酸素漏出バリア形成が耐湿性にどのように関与するのか評価を行う予定である。
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